本教材从应用角度出发，在保持数字电路教材经典内容的基础上增加VHDL语言程序设计。主要内容有：逻辑代数基础与信息表示、半导体集成门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、D/A与A/D转换、半导体存储器与可编程逻辑器件、硬件描述语言VHDL等。本教材以独特的视角，采用“提出问题、逻辑抽象、推导演绎”的方法展开讲述，以区别其它教材的讲述方法。特别是在各章节中插入的“说明”具有概括和提升作用；“阅读材料”具有拓展视野和加深理解的作用。本教材力图克服知识的简单堆砌，注重学科方法论的灌输，提出的一些方法是其它教材没有的。考虑到数字电路后续的重要课程有单片机技术，所以有些理论结合单片机原理进行分析，为后续学习单片机技术做一定的铺垫。本教材精炼实用、深入浅出，插图规范美观，章节布局合理，系统完善，可作为电子类、电气类、计算机类等专业的本科教材。
目 录
章 逻辑代数基础与信息表示 1
1.1 概述 1
1.1.1 模拟信号与数字信号 1
1.1.2 进制转换 2
1.1.3 数字系统中信息的表示 4
1.2 逻辑代数中的基本运算及公式 6
1.2.1 逻辑函数 6
1.2.2 基本运算及公式 6
1.2.3 常用公式及定理 8
1.2.4 逻辑真值表转换为逻辑函数 9
1.3 逻辑函数的标准式及化简 10
1.3.1 逻辑函数的标准式 10
1.3.2 逻辑函数的卡诺图表示 11
1.3.3 逻辑函数的公式化简 12
1.3.4 逻辑函数的卡诺图化简 13
1.3.5 多输出逻辑函数的化简 16
习 题 17
2章 半导体集成门电路 19
2.1 半导体开关元件 19
2.1.1 晶体二极管 19
2.1.2 晶体三极管 19
2.1.3 MOS管 20
2.2 TTL集成门电路 21
2.2.1 TTL非门 22
2.2.2 常见TTL门电路 23
2.3 CMOS集成门电路 29
2.3.1 CMOS非门 29
2.3.2 常见CMOS门电路 30
2.4 集成门电路的连接* 33
2.4.1 TTL门电路的带负载能力 33
2.4.2 TTL电路与CMOS电路的连接和比较 35
习 题 37
3章 组合逻辑电路 39
3.1 组合逻辑电路的分析与设计 39
3.1.1 组合逻辑电路的分析 39
3.1.2 组合逻辑电路的设计 40
3.2 常用组合逻辑电路 42
3.2.1 优先编码器 42
3.2.2 译码器 45
3.2.3 数据选择器 48
3.2.4 数据比较器* 49
3.2.5 加法器 52
3.2.6 函数发生器 55
3.2.7 奇偶校验电路 55
3.3 用MSI芯*设计组合逻辑电路 56
3.3.1 用译码器设计组合逻辑电路 56
3.3.2 用数据选择器设计组合逻辑电路 57
3.4 组合逻辑电路中的竞争与险象* 58
3.4.1 竞争与险象的成因 58
3.4.2 消除竞争与险象的方法 59
习 题 60
4章 时序逻辑电路 62
4.1 存储元件——触发器 62
4.1.1 RS触发器及时钟电平控制的触发器 62
4.1.2 时钟边沿控制的触发器 66
4.1.3 各类触发器的替换 68
4.2 同步时序逻辑电路 70
4.2.1 同步时序逻辑电路的分析 70
4.2.2 寄存器 73
4.2.3 计数器 77
4.2.4 节拍发生器 85
4.3 异步时序逻辑电路 86
4.3.1 异步时序电路的分析 86
4.3.2 异步计数器 87
4.4 时序逻辑电路的设计 88
4.4.1 基于触发器级的时序逻辑电路设计 88
4.4.2 基于芯*级的时序逻辑电路设计 91
习 题 93
5章 脉冲波形的产生与整形 98
5.1 555时基电路 98
5.1.1 矩形脉冲的特性参数 98
5.1.2 555时基电路的结构及功能 98
5.2 脉冲波形的产生 99
5.2.1 环形振荡器 99
5.2.2 石英晶体振荡器 102
5.2.3 555时基电路组成的多谐振荡器 102
5.3 脉冲波形的整形 104
5.3.1 施密特触发器 104
5.3.2 单稳态触发器 107
习 题 109
6章 D/A与A/D转换 112
6.1 集成运算放大器 112
6.1.1 集成运算放大器介绍 112
6.1.2 运算电路 113
6.2 D/A与A/D转换的基本原理 114
6.2.1 D/A与A/D转换原理 114
6.2.2 DAC主要技*指标 114
6.2.3 倒T形电阻网络DAC的转换原理 115
6.2.4 DAC芯*及连接 116
6.3 A/D转换器 118
6.3.1 采样与保持 118
6.3.2 A/D转换 119
习 题 124
7章 半导体存储器与可编程逻辑器件 125
7.1 半导体存储器 125
7.1.1 半导体存储器介绍 125
7.1.2 存储器的扩展 129
7.1.3 相联存储器* 130
7.2 半导体只读存储器 132
7.2.1 固定ROM与PROM 133
7.2.2 可擦除可编程的只读存储器* 134
7.3 可编程逻辑器件 136
7.3.1 简单可编程逻辑器件 136
7.3.2 大规模可编程逻辑器件* 140
习 题 144
8章 硬件描述语言VHDL 146
8.1 VHDL程序结构 146
8.1.1 实体与结构体 146
8.1.2 库、程序包、配置 148
8.2 VHDL的数据对象、数据类型及作符 149
8.2.1 VHDL文字 149
8.2.2 VHDL数据对象 150
8.2.3 VHDL数据类型 150
8.2.4 VHDL作符 151
8.3 VHDL基本语句 153
8.3.1 顺序语句 153
8.3.2 并行语句 158
8.3.3 子程序 164
8.3.4 属性描述 165
习 题 169
附 录 170
附录1 教材实验使用的主要芯*引脚图 170
附录2 部分设计性实验的解 171
参考文献 175
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